[发明专利]一种航空发动机的监视装置和方法、FADEC系统

说明书

技术领域

本发明涉及发动机监视装置技术领域，尤其涉及一种航空发动机的监视装置和方法、FADEC系统。

背景技术

随着航空发动机技术的发展，航空发动机性能逐渐增强、结构日益复杂，这些都增加了发动机状态监视和管理的深度和广度。此外，航空发动机运行和维修成本高昂，维护理念已从过去的按寿命或技术状态维护向按可靠性要求的视情维护方向转变，新维护形式要求对各阶段发动机状态进行可靠的评估和预测。这些要求决定了EHMS（Engine Health Management System：发动机健康管理系统）的两个主要用途：1、保证发动机健康稳定的工作，提高飞行安全性；2、通过对发动机及部件故障诊断和寿命预测，综合各方面资源管理发动机的运行，降低发动机的维护费用。

目前，现有方案的机载EHMS功能集成在EEC（Electronic Engine Control：电子发动机控制）系统中实现，可实现对气路、燃/滑油等系统的状态监视功能。相对EEC的控制功能来说，健康管理任务级别较低，实现功能较为简单。因此，无法满足复杂度较高的大型发动机的健康管理和寿命预测的需求。现有的另一种方案为使用独立的RCU（Remote Collection Unit：远程收集单元）实现监视数据的采集，但它并不实现本地的大容量监视数据存储、故障诊断功能，即无法实现发动机全面的健康状况监视及管理。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种航空发动机的监视装置，为一种可以实现发动机的状态监视和健康管理功能的装置。

一种航空发动机的监视装置，包括：信号采集装置，用于实时采集航空发动机的状态参数，并将所述状态参数发送到健康管理装置;健康管理装置，用于对所述状态参数进行实时分析和处理，并将所述状态参数输入健康预测模型，结合历史数据评估所述航空发动机的健康状态，并对发动机部件的寿命进行预测。

根据本发明的航空发动机的监视装置的一个实施例，进一步的，所述信号采集装置包括：发动机信号采集单元，用于实时采集安装在航空发动机部件上的传感器信号，并获取发动机电子控制系统中的状态信息、故障信息和飞行参数。

根据本发明的航空发动机的监视装置的一个实施例，进一步的，所述传感器信号包括：气路系统参数、燃油系统参数、滑油系统参数和振动参数；信号预处理单元，用于对所述传感器信号进行滤波、放大处理，并转换为数字信号。

根据本发明的航空发动机的监视装置的一个实施例，进一步的，所述健康管理装置包括：异常检测单元，用于对所述传感器信号进行异常检测；故障诊断单元，用于定位产生异常信号的传感器，将实时采集的信号输入故障诊断模型，并结合所述发动机电子控制系统中的状态信息、故障信息和飞行参数，进行关联分析，对发动机部件进行故障诊断，并根据预先设置的排序规则对异常和故障进行排序；或者，将异常参数发送到地面维护终端或地面EHMS进行分析，并获取分析结果；健康评估单元，用于根据故障诊断单元输出的结果实时评估异常或故障；通过健康预测模型对出现一或二级故障的发动机部件进行寿命评估和预测；健康报告生成与指示单元，用于生成健康报告，如果出现异常或故障则发出告警信号，并针对所述异常或告警生成维修建议。

根据本发明的航空发动机的监视装置的一个实施例，进一步的，发动机部件的故障分为五级，一级故障为微型故障，部件性能降低10％；二级故障为小型故障，部件性能降低20％；三级故障为中型故障，部件性能降低30％；四级故障为大型故障，部件性能降低40％；五级故障为巨型故障，部件性能降低50％以上。

根据本发明的航空发动机的监视装置的一个实施例，进一步的，通信装置通过通讯总线与飞机综合管理系统、EEC、地面维护终端和地面EHMS进行数据交互。

根据本发明的航空发动机的监视装置的一个实施例，进一步的，所述通信装置将发动机的状态参数、异常、故障、所述健康报告或维修建议发送到所述飞机综合管理系统、EEC、地面维护终端或地面EHMS。

根据本发明的航空发动机的监视装置的一个实施例，进一步的，还包括：数据存储装置，用于存储所述发动机的状态参数、异常和故障日志；所述状态参数包括：发动机使用时间参数、发动机工作状态参数和发动机工作环境参数。

本发明要解决的一个技术问题是提供一种航空发动机的FADEC系统，包括如上所述的航空发动机的监视装置。

本发明要解决的一个技术问题是提供一种航空发动机的监视方法，可以监视发动机的状态并进行健康管理。